SD/MMC插口的规范之三：初始化及热插拔检测机制

SD卡的技术是基于MultiMedia卡（MMC）格式上发展而来，SD卡与MMC卡保持着向上兼容。SD卡的内部结构主要分两部分：SD控制器和NAND存储器。

        SD卡类型总共分成三种：MMC卡，结构类似SD卡，采用MMC协议；SD1.0，SD1.0卡最大支持2Gbyte；SD2.0，SD2.0卡最大容量HCSD可达32Gbyte。从MMC到SD1.0再到SD2.0协议是向上兼容的。即MMC协议的指令可以操作SD1.0,Sd2.0，同理SD1.0协议的命令可以操作sd2.0卡。

（1）硬件引脚封装

                                                                                                           

SD卡接口：SD卡接口支持SPI模式和SD模式。SD模式采用4线并行模式，作为多媒体存储设备为提高传输速度都会采用这种接口。而SPI更方便低端MCU访问传输速度有限。

（2）SD协议命令格式

       我们来了解一下SD卡协议命令的格式，MMC卡只有基本命令，即CMD0-CMD38，当然这中间不是连续。SD卡有基本命令和特定命令，特定命令必须跟在基本命令CMD55后面，即要想用特定命令，必须先发一条CMD55通知SD卡，然后才能发送特定的命令。每条命令由6BYTE组成，分三部分，1字节为操作码，2-5字节为参数，有的命令没有参数，那就填0，有参数的根据参数说明而定，最后一字节为CRC校验，不过SPI模式不需要CRC校验，故可以任意填写，不过有几个特殊命令有指定的CRC校验码，必须加上。每条命令都有响应，根据命令的不同可能有R1，R1B，R2，R3（OCR）寄存器响应，通过它们判断命令是否操作成功。
（3）初始化及读操作、写操作、擦操作

       对命令有了解后，只要知道各个操作的过程就可以操作SD卡了，主要操作有初始化、读、写、擦除等，下面分别介绍：

       A，初始化：

1，延时至少74clock，等待SD卡内部操作完成，在MMC协议中有明确说明。

2，CS低电平选中SD卡。

3，发送CMD0，需要返回0x01，进入Idle状态。

4，为了区别SD卡是2.0还是1.0，或是MMC卡，这里根据协议向上兼容的原理，首先发送只有SD2.0才有的命令CMD8，如果CMD8返回无错误，则初步判断为2.0卡，进一步发送命令循环发送CMD55+ACMD41，直到返回0x00，确定SD2.0卡初始化成功，进入Ready状态，再发送CMD58命令来判断是HCSD还是SCSD，到此SD2.0卡初始化成功。如果CMD8返回错误则进一步判断为1.0卡还是MMC卡，循环发送CMD55+ACMD41，返回无错误，则为SD1.0卡，到此SD1.0卡初始成功，如果在一定的循环次数下，返回为错误，则进一步发送CMD1进行初始化，如果返回无错误，则确定为MMC卡，如果在一定的次数下，返回为错误，则不能识别该卡，初始结束。
5，CS拉高。

       B，读步骤：
1，发送CMD17（单块）或CMD18（多块）读命令，返回0x00。

2，接收数据开始令牌0xfe（或0xfc）+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes，默认正式传输的数据长度是512Bytes，可用CMD16设置块长度。
       C，写步骤：
1，发送CMD24（单块）或CMD25（多块）写命令，返回0x00。
2，发送数据开始令牌0xfe（或0xfc）+正式数据512Bytes + CRC校验2Bytes。
       D，擦除步骤：
1，发送CMD32，跟一个参数来指定首个要擦除的起始地址（SD手册上说是块号）。
2，发送CMD33,，指定最后的地址。
3，发送CMD38，擦除指定区间的内容。
        E，总之，SD卡就是一个存储器，只不过用命令的方式来进行操作，我们只要掌握了各条命令及操作方式，就可以灵活的操作SD卡了。

（4）热插拔检测

       SD卡的检测一共有三种方法： 
1， 在开机的时候通过CMD发送命令检测T卡是否存在，这种方式不支持热插拔。 
2，通过T卡座来检测，信号TCARD_DETECT连在中断控制器上。在没有插卡时，TCARD_DETECT信号为低电平。插入T卡后，信号 TCARD_DETECT 被拉高为高电平，从而产生一个中断。即实现了热插拔。注意：由低到高或者由高到低的触发，是由硬件和软件共同协作，是可以设定的。
3，通过CD/DAT3 信号来检测，CD/DAT3 信号连在中断控制器上，并通过470K电阻下拉，在没有T卡插入时，该信号为低电平，一但有T卡插入，T卡内部通过50Kohm把 DATA3 信号拉高至高电平，随即产生一个中断，实现了热插拔。该PIN脚的说明如下：

       具体到实践中，我们会发现DAT3/CD不同的应用场合。有的电路图中CD/DAT3 信号有下拉，有的没有下拉。如果T卡卡座设计在电池下面的话，就没有热插拔的需求，只要在开机的时候检测一下有没有T卡就可以了，这时候 CD/DAT3 信号就不需要下拉电阻了，如图A。当T卡卡座设计在机身外面的时候，就需要支持热插拔了，需要接下拉电阻，如图B。

A，                                      

B，                      

       这样就比较清晰。